3.2.1 patch 二进制文件

什么是 patch

许多时候，我们不能获得程序源码，只能直接对二进制文件进行修改，这就是所谓的 patch，你可以使用十六进制编辑器直接修改文件的字节，也可以利用一些半自动化的工具。

patch 有很多种形式：

  • patch 二进制文件（程序或库）
  • 在内存里 patch（利用调试器）
  • 预加载库替换原库文件中的函数
  • triggers（hook 然后在运行时 patch）

手工 patch

手工 patch 自然会比较麻烦，但能让我们更好地理解一个二进制文件的构成，以及程序的链接和加载。有许多工具可以做到这一点，比如 xxd、dd、gdb、radare2 等等。

xxd

  1. $ echo 01: 01 02 03 04 05 06 07 08 | xxd -r - output
  2. $ xxd -g1 output
  3. 00000000: 00 01 02 03 04 05 06 07 08                       .........
  4. $ echo 04: 41 42 43 44 | xxd -r - output
  5. $ xxd -g1 output
  6. 00000000: 00 01 02 03 41 42 43 44 08                       ....ABCD.

参数 -r 用于将 hexdump 转换成 binary。这里我们先创建一个 binary，然后将将其中几个字节改掉。

radare2

一个简单的例子：

  1. #include<stdio.h>
  2. void main() {
  3.     printf("hello");
  4.     puts("world");
  5. }
  1. $ gcc -no-pie patch.c
  2. $ ./a.out
  3. helloworld

下面通过计算函数偏移，我们将 printf 换成 puts：

  1. [0x004004e0]> pdf @ main
  2.             ;-- main:
  3. / (fcn) sym.main 36
  4. |   sym.main ();
  5. |              ; DATA XREF from 0x004004fd (entry0)
  6. |           0x004005ca      55             push rbp
  7. |           0x004005cb      4889e5         mov rbp, rsp
  8. |           0x004005ce      488d3d9f0000.  lea rdi, str.hello          ; 0x400674 ; "hello"
  9. |           0x004005d5      b800000000     mov eax, 0
  10. |           0x004005da      e8f1feffff     call sym.imp.printf         ; int printf(const char *format)
  11. |           0x004005df      488d3d940000.  lea rdi, str.world          ; 0x40067a ; "world"
  12. |           0x004005e6      e8d5feffff     call sym.imp.puts           ; sym.imp.printf-0x10 ; int printf(const char *format)
  13. |           0x004005eb      90             nop
  14. |           0x004005ec      5d             pop rbp
  15. \           0x004005ed      c3             ret

地址 0x004005da 处的语句是 call sym.imp.printf，其中机器码 e8 代表 call，所以 sym.imp.printf 的偏移是 0xfffffef1。地址 0x004005e6 处的语句是 call sym.imp.puts，sym.imp.puts 的偏移是 0xfffffed5。

接下来找到两个函数的 plt 地址：

  1. [0x004004e0]> is~printf
  2. vaddr=0x004004d0 paddr=0x000004d0 ord=003 fwd=NONE sz=16 bind=GLOBAL type=FUNC name=imp.printf
  3. [0x004004e0]> is~puts
  4. vaddr=0x004004c0 paddr=0x000004c0 ord=002 fwd=NONE sz=16 bind=GLOBAL type=FUNC name=imp.puts

计算相对位置：

  1. [0x004004e0]> ?v 0x004004d0-0x004004c0
  2. 0x10

所以要想将 printf 替换为 puts，只要替换成 0xfffffef1 -0x10 = 0xfffffee1 就可以了。

  1. [0x004004e0]> s 0x004005da
  2. [0x004005da]> wx e8e1feffff
  3. [0x004005da]> pd 1
  4. |           0x004005da      e8e1feffff     call sym.imp.puts           ; sym.imp.printf-0x10 ; int printf(const char *format)

搞定。

  1. $ ./a.out
  2. hello
  3. world

当然还可以将这一过程更加简化，直接输入汇编，其他的事情 r2 会帮你搞定：

  1. [0x004005da]> wa call 0x004004c0
  2. Written 5 bytes (call 0x004004c0) = wx e8e1feffff
  3. [0x004005da]> wa call sym.imp.puts
  4. Written 5 bytes (call sym.imp.puts) = wx e8e1feffff

使用工具 patch

patchkit

patchkit 可以让我们通过 Python 脚本来 patch ELF 二进制文件。